[發明專利]基于里德堡原子的脈沖雷達系統及距離測量方法

有效

• 申請號: 202110317771.3
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113156415B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 武博;林沂;王延正;吳逢川;安強;付云起
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/10
• 分類號: G01S13/10;G01S7/285
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種基于里德堡原子的脈沖雷達系統，其特征在于，所述系統包括雷達發射機、里德堡原子接收機、數據采集模塊和信號處理模塊；

所述雷達發射機用于根據預設的信號發射時間發送雷達信號；

所述里德堡原子接收機用于接收所述雷達信號經目標反射產生的回波信號；

所述數據采集模塊用于將所述里德堡原子接收機收到所述回波信號后的輸出信號轉換為數字信號；

所述信號處理模塊用于根據所述數字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像，根據所述EIT-AT譜圖像通過圖像邊緣檢測方法獲取所述回波信號到達所述里德堡原子接收機時，所述EIT-AT譜圖像上出現光帶的起始時間，根據所述起始時間確定回波信號到達時間，根據所述信號發射時間和回波信號到達時間得到所述目標的距離測量值。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括時鐘同步裝置；

所述時鐘同步裝置用于設置所述雷達發射機和所述里德堡原子接收機的工作時序。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述里德堡原子接收機還包括探測激光器、耦合激光器、探測光二向色鏡、耦合光二向色鏡和原子氣室；

所述探測激光器發射的探測光經所述探測光二向色鏡穿過所述原子氣室；

所述耦合激光器發射的耦合光經所述耦合光二向色鏡穿過所述原子氣室；

所述原子氣室產生的透射光由光電探測器轉換為電信號，所述電信號為所述里德堡原子接收機的輸出信號。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述原子氣室是由堿金屬原子蒸氣填充的密閉玻璃器皿。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述堿金屬原子為銫原子或銣原子。

6.一種基于里德堡原子的脈沖雷達距離測量方法，其特征在于，所述方法包括：

由雷達發射機根據預設的信號發射時間發送雷達信號；

由里德堡原子接收機接收所述雷達信號經目標反射產生的回波信號；

由數據采集模塊將所述里德堡原子接收機收到所述回波信號后的輸出信號轉換為數字信號；

由信號處理模塊根據所述數字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像，根據所述EIT-AT譜圖像通過圖像邊緣檢測方法獲取所述回波信號到達所述里德堡原子接收機時，所述EIT-AT譜圖像上出現光帶的起始時間，根據所述起始時間確定回波信號到達時間，根據所述信號發射時間和回波信號到達時間得到所述目標的距離測量值。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述數字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像包括：

根據所述數字信號，以時間為橫軸，以探測光頻率值為縱軸，繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，根據所述信號發射時間和所述回波信號到達時間得到所述目標的距離測量值包括：

根據所述信號發射時間和所述回波信號到達時間得到所述目標的距離測量值為：

其中，表示目標的距離測量值，c表示自由空間的光速，t₀表示所述信號發射時間，t₁表示所述回波信號到達時間。

9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求6至8中任一項所述方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求6至8中任一項所述的方法的步驟。